力做功,全程由动能定理即可求解;3分别对上滑的过程和下滑的过程中使用牛顿第二定律,求得加速度,然后结合运动学的公式,即可求得时间.解析1在圆轨道最高点a处对滑块,v2由牛顿第二定律得:mg+FN=m,Rv2得FN=m-g=54NR由牛顿第三定律得滑块在圆轨道最高点a时对轨道的压力大小为54N2从a点到d点全程,由动能定理得:1mgR+Rcosθ+Lsi
θ-h-μmgcosθL=0-mv22v2gR+Rcosθ+Lsi
θ-h+2μ==08gLcosθ3设滑块在bc上向下滑动的加速度为a1,时间为t1,向上滑动的加速度为a2,时间为t2,在c点时的速度为vc1由c到d:mvc2=mgh2vc=2gh=2ms11a点到b点的过程:mgR1+cosθ=mvb2-mv222vb=v2+2gR1+cosθ=5ms在轨道bc上:vb+vc下滑:L=t212L=75svb+vc
t1=
上滑:mgsi
θ+μmgcosθ=ma2a2=gsi
θ+μgcosθ=124ms20=vc-a2t2vc2t2==s≈016sa2124μta
θ,滑块在轨道bc上停止后不再下滑滑块在bc斜面上运动的总时间:t总=t1+t2=75+016s=766s答案154N2083766s
4.如图6a所示,一物体以一定的速度v0沿足够长斜面向上运动,此物体在斜面上的最大
f位移与斜面倾角的关系由图b中的曲线给出.设各种条件下,物体运动过程中的摩擦系数不变.g=10ms2,试求:
图61物体与斜面之间的动摩擦因数;2物体的初速度大小;3θ为多大时,x值最小.3π答案125ms333解析1由题意可知,当θ为90°时,v0=2gh①5由题图b可得:h=m45当θ为0°时,x0=3m,可知物体运动中必受摩擦阻力.设动摩擦因数为μ,此时摩擦力4大小为μmg,加速度大小为μg由运动学方程得v02=2μgx0②联立①②两方程:μ=33
2由①式可得:v0=5ms3对于任意一角度,利用动能定理得对应的最大位移x满足的关系式1mv2=mgxsi
θ+μmgxcosθ20v02hh解得x===22gsi
θ+μcosθsi
θ+μcosθ1+μsi
θ+φh3其中μ=ta
φ,可知x的最小值为x==h≈108m1+μ22ππππ对应的θ=-φ=-=60°=2263
1.应用动力学分析问题时,一定要对研究对象进行正确的受力分析、结合牛顿运动定律和运动学公式分析物体的运动.2.应用动能定理时要注意运动过程的选取,可以全过程列式,也可以分过程列式.1如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段如加速、减速阶段,可以分段应用动能定理,也可以对全程应用动能定理,一般对全程列式更简单.2因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与r